Как отличить легкую воду от тяжелой

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2017, №6)
pic_2017_06_18-1.jpg

Структура координационного полимера (по результатам рентгеноструктурного анализа). Показан вид вдоль оси координат, совпадающей с направлением формирования пор полимера

Возможно, в скором времени для идентификации различных растворителей и измерения их концентрации нужны будут только ультрафиолетовый фонарик и полоска фильтровальной бумаги, пропитанная раствором нового полимера с фотолюминесцентными свойствами («Chemical and Engineering News», 2017, 2, 4, 579—589, doi: 10.1016/j.chempr.2017.02.010). Новая тест-система позволяет в том числе обнаружить следы обычной воды в дейтериевой D2O.

Нет необходимости объяснять, сколько пользы принесет индикатор для быстрого выявления органических растворителей, попавших в окружающую среду, например, после аварии на производстве. Сегодня для этого приходится отбирать образцы и анализировать их в лабораторных условиях. Ситуацию может изменить новый полимер —металлоорганическая структура с фотолюминесцентными свойствами, содержащая трехвалентные ионы тербия или европия. С его помощью можно даже решить сложную аналитическую задачу — определить содержание легкой воды H2O в тяжелой D2O. Проверять степень чистоты D2O необходимо, когда ее используют в качестве источника тяжелого водорода для введения дейтериевых меток либо для калибровки ЯМР-спектрометров.

Новый материал получили в лаборатории профессора Саймона Хэмфри (Техасский университет в Остине). Это металлоорганический каркасный полимер, который пока называется его создателями только в соответствии с маркировкой PCM-22. Полимер
образуют трис(пара-карбоксилато) трифенилфосфиновый лиганд, который выполняет роль линкера, и ионы европия(III), гадолиния(III) или тербия(III). Каждый из ионов лантаноидов характеризуется уникальным излучением: EuIII излучает красный свет, GdIII — ультрафиолет, а TbIII — зеленый свет. Когда полимер попадает в растворитель, молекулы растворителя входят в поры, и флуоресценция иона лантаноида гасится. Характеристика
этого процесса и соответственно тип спектра уникальны для каждой комбинации «лантаноид-растворитель», отсюда и возможность идентификации.

Исследователи получили четыре металлоорганические каркасные структуры с различным соотношением лантаноидов, воздействовали на каждый из четырех координационных полимеров разными растворителями, а затем облучали светом с длиной волны 365 нм. Так они получили индивидуаль-ные спектры эмиссии для комплексов полимеров с H2O, D2O, метанолом, этанолом, толуолом, бензолом и еще двенадцатью органическими растворителями. Как выяснилось, спектры настолько разные, что растворители можно отличить по ним, как по отпечат-кам пальцев. В некоторых случаях даже не нужен спектрометр — индикаторная бумага с координационными поли-мерами позволяет различить раство-рители так же просто и безошибочно, как лакмусовая распознает кислый и щелочной растворы.

Авторы исследования утверждают, что, по предварительным данным, новый материал может селективно распознавать галогены и ионы тяжелых металлов. Однако главное его преимущество — способность обнаружить даже следовые количества обычной воды в D2O.

Разные разности

07.11.2017 10:00:00
...в США проект гражданской науки Citizen Continental-America Telescopic Eclipse собрал наблюдения затмения Солнца 21 августа с 55 телескопов, что позволило создать высококачественный видеоролик о солнечной короне («Nature», 2017, 548, 7669, 504—505, doi: 10.1038/548504a)... >>
26.10.2017 10:00:00

Не секрет, что во всем мире есть группы людей, которые пытаются судить о человеке не по его талантам, а по той крови, что течет в его жилах. Одно время было популярно измерять форму черепа или носа, но этих измерителей ждал печальный конец. Теперь же появился абсолютный маркер – личный геном.

>>
25.10.2017 10:00:00
Удаленная работа бьет по транспорту — человек не ездит на службу, соответственно, не покупает ни билеты на автобус и метро, ни автомобиль. Сейчас наметилась еще одна жертва цифровой экономики — владельцы офисных помещений: многие работники свободных профессий отказываются от найма офисов и перемещаются в кафе. >>
01.10.2017 10:00:00
...согласно моделированию с учетом общепринятых сценариев выброса парниковых газов, в Южной Азии температура и влажность приблизятся к опасному для здоровья человека пределу, а в некоторых регионах превысят его уже к концу XXI века («Science Advances», 2017, 3, 8, e1603322, doi: 10.1126/sciadv.1603322)... >>
01.09.2017 10:23:00

...возможно, 39—59% площадей кофейных плантаций в Эфиопии из-за климатических изменений станут непригодными для выращивания кофе, однако охрана лесов и перемещение плантаций могут даже увеличить подходящие площади в четыре раза и более («Nature Plants», 2017, 3, 17081, doi: 10.1038/nplants.2017.81)...

>>